玻璃工业窑炉二氧化碳烟气捕集、提纯与应用

随着国民经济的快速增长,我国已成为全球第一大CO₂排放国。而在我国传统高耗能工业中,建材工业已占全国能源活动CO₂排放量的15%。在2030碳达峰和2060碳中和的目标引领下,建材工业节能减排行动已势在必行。中建材集团率先推动玻璃工业碳减排,为建材工业探索低碳绿色发展在技术、建设和运行管理等方面累积经验,填补了玻璃工业碳捕集、提纯与应用技术空白,开创了世界玻璃工业回收利用CO₂气体的先河。本文介绍了5万吨食品级CO₂项目玻璃工业窑炉CO₂烟气捕集、提纯和应用技术,全新设计了玻璃窑炉CO₂烟气捕集、提纯装置,克服了原有技术的不足。研究表明,采用变压吸附加吸附精馏工艺,玻璃窑炉CO₂烟气回收率可达95%,纯度99.9%以上,社会效益和经济效益显著。     

中国平板玻璃工业碳减排途径分析研究

环境问题是影响人类生存与发展的社会问题之一。碳达峰、碳中和已经成为我国的国家发展战略。我国的平板玻璃产业相应制定了本行业实现碳达峰、碳中和的路线图。玻璃制造需要经历高温热工过程,使其能耗和污染排放都很高。近年我国玻璃工业CO₂总排放量呈现逐年升高的趋势,平均单位产品碳排放量呈现逐年下降的变化。通过分析我国平板玻璃产业实现双碳的途径及需要经历的4个阶段,分析氢能在玻璃工业中应用的可行性,表明玻璃行业利用氢能替代化石燃料以降低碳排是未来发展重要方向之一。     

碳掺杂ZnO薄膜及可见光催化氮合成氨

采用磁控溅射双靶共溅射方法，在玻璃表面成功制备了高催化活性的碳掺杂ZnO薄膜。通过X射线衍射仪、高倍透射电镜、X射线光电子能谱仪等表征了碳掺杂ZnO薄膜，并在可见光催化氮合成氨实验中评价了薄膜的催化剂性能。结果表明碳掺杂的ZnO薄膜中存在碳量子点，尺寸为4nm，晶面间距0.21nm，薄膜可以吸收可见光。同时ZnO晶格中的碳提高了ZnO导带的位置，增强了激发电子的还原能力。当碳掺杂量为1.03%时，氨氮产量为5.15×10^–4mol/(h·cm²)。利用反胶束蚀刻法又成功地在玻璃表面蚀刻出了微米坑，坑口径为0.5～2μm，坑深为100～500nm。与平面玻璃表面上的薄膜比较，在光催化氮合成氨实验中微米坑玻璃表面上薄膜的氨氮产量提高了约1.4倍，膜基结合力提高了2倍多。结合薄膜的能带结构图讨论了碳掺杂ZnO薄膜的光催化机理。     

硫碳棕色玻璃的颜色和气泡问题

硫碳棕色玻璃的颜色和气泡问题袁怡松（轻工业部玻璃搪瓷工业科学研究所２０００５２）一、前言硫碳棕色玻璃具有鲜明、透亮的棕红色，并能吸收紫外线。广泛用于瓶罐玻璃、器皿玻璃和医药包装玻璃等。本文重点论述影响硫碳棕色玻璃颜色的因素，并探讨有关气泡问题。关于硫...     

国外玻璃工业节能减碳技术新进展

为了实现2030年碳达峰和2050年碳中和的“双碳”目标,欧美发达国家的玻璃行业已经在经济政策、玻璃生产新技术和生产管理等方面开展了深入研究,并取得了较大进展。从氢燃料、玻璃配合料和熔窑运行监测3方面介绍国外研究的新进展。     

低密度泡沫玻璃的制备及其微观结构研究

泡沫玻璃是以废玻璃为主要原料,以发泡剂、助溶剂和促进剂等为添加剂,经过细碎、粉磨而形成配合料,再经过低温预热、高温熔融、发泡、稳泡、退火等工序形成的内部充满连通或封闭气孔的无机非金属材料。笔者选用(绿色)废瓶罐玻璃为主要原料,以纯碳和CaCO_3为发泡剂,Na_2CO_3、(NaPO_3)_6为添加剂,采用粉末烧结法制备了低密度泡沫玻璃。实验结果表明:以纯碳和CaCO_3为发泡剂,且碳酸钙掺量3.0%,纯碳掺量0.4%,发泡温度840℃,保温时间70min时,制备的泡沫玻璃密度为240kg/m~3左右,样品内部孔径大小均匀一致,孔壁厚度也较薄。     

玻璃池窑燃天然气技术的探讨(续)

3　自增碳燃烧措施上述天然气的特征和性质中 ,叙述了热传递问题 ,火焰的热辐射是由于碳氢化合物分解成碳粒子而形成 ,这些碳粒子不断燃烧和不断的分解就形成了火焰强烈的热辐射 ,使火焰厚实而有亮度。玻璃正是通过火焰强烈的热辐射给热而加速了熔融。我们研究燃料燃烧的目的之一就是促成熔化玻璃能获得热辐射强烈的、厚实而有亮度的火焰 ,但是天然气的困难问题是它的主要成分甲烷 (CH4 )不易裂化 ,增加热辐射的碳粒子不足 ,火焰亮度不够 ,给玻璃液的传热较差 ,被烟气带走了 2 .5 %～ 3%的热损失。3.1　自增碳燃烧机理天然气火焰缺乏热辐射…     

利用铜渣制备微晶玻璃的研究

本文以铜渣为原料,采用熔融还原法先提取铜渣中的铁,同时将余渣经热处理转变成微晶玻璃.采用碳硫分析仪对还原提取的铁进行成分分析,其硅、磷、碳等达到炼钢要求,硫仍然超标.通过XRD测得铜渣微晶玻璃的主晶相为钙长石(CaAl2Si2O8),次晶相为镁黄长石(Ca2MgSi2O7),其晶粒的平均尺寸在150 nm左右,分布均匀.     

Texaco气化炉炉渣基本特性与应用研究

利用X-射线荧光分析仪、X-射线衍射仪、光学显微镜、扫描电子显微镜等手段研究了Texaco气化炉炉渣的化学组成、物相组成、岩相结构和显微结构;并利用气化炉渣为主要原料制备了墙体材料,采用碳热还原氮化法合成了sialon粉体,结果表明:1)Texaco煤气化炉炉渣主要化学成分为SiO2,Al2O2,CaO和残余碳,其中含有很高的玻璃相和不定形物质;2)气化炉渣为多孔结构,残余碳多为海绵状多孔结构,不定形玻璃相较为致密;3)当气化炉渣磨细粉添加量达到70%时经烧成可制得MU7.5以上墙体材料,烧成试样体积密度较低,可望保温隔热;4)利用气化炉渣为主要原料,通过碳热还原氮化可合成主要成分为Ca-α-sialon和β-sialon的粉体.     

红外测温技术在玻璃窑炉上的应用研究(续)

(二)测玻璃液温度 玻璃液是半透热体,具有选择性吸收与辐射的特点。除不同颜色的玻璃液有不同的透热性外,根据现有资料表明,波长大于3微米的辐射线能被玻璃液面吸收,只有波长小于3微米的辐射线才能透过玻璃液(图2)。这样,CO_2、H_2O气体的辐射对液面的影响大,火焰内碳粒和上部空间窑壁的辐射对液面下玻璃的影响大。另外,玻璃液温度是它与火焰、窑     

氢能在玻璃熔窑中的应用研究

玻璃行业燃料消耗大,二氧化碳排放量多。为推动重点工业领域节能降碳和绿色转型,实现碳达峰、碳中和,玻璃行业以绿色能源替代化石燃料以降低碳排放势在必行。氢能是理想的清洁能源之一,在未来的工业及民用中具有重要的作用。通过对绿氢制造、输送、控制的分析以及其在玻璃生产中的应用研究,提出玻璃行业未来发展更需关注制氢成本、储氢、输送、防泄漏防爆以及玻璃窑炉结构和熔化工艺的针对性调整,为玻璃生产线大规模用氢提供参考和借鉴。     

黑色玻璃马赛克在池炉中颜色转换的实践

本文针对池窑生产玻璃马赛克时,因黑色玻璃着色力强,颜色转换困难,换料经济损失大的技术难题,探讨了硫碳着色和脱色的机理.采用Cu~(2+)与硫化物结合,利用CuS的强着色能力,将玻璃着成黑色.换料时不需排放玻璃液,停止加入着色剂,引入适量氧化剂,变还原气氛为氧化气氛,黑色玻璃便会逐渐变为无色玻璃.     

表面吸附碳对玻璃离子注入的影响

利用X-射线光电子能谱(XPS)测定了高铝,高硼硅酸盐玻璃As~+注入前后,表面吸附碳的1s轨道电子结合能的变化,并用计算机模拟计算,分离解析了C_(1s)光谱。探讨了注入离子与吸附碳的化学结合状态及吸附碳在玻璃表面上的分布,证明吸附碳为碳氢化合物污染物。     

国外平板玻璃行业碳中和技术路径跟踪研究

近年来,气候变化已经成为当今人类发展共同面临的严峻挑战,开展碳减排行动已成为全球共识。玻璃工业同样面临碳排放的现实问题。围绕国外平板玻璃行业碳中和技术路径的研究及应用现状,开展玻璃行业碳排放现状与碳中和技术路线的分析与研究,掌握碳排放来源,提出实施碳中和的有效路径,有助于推动玻璃行业节能降碳。     

航天炉粉煤加压技术气化粗渣的研究

利用X-射线荧光分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜-能谱仪、显微共焦激光拉曼光谱仪等手段,研究了航天炉粉煤加压气化粗渣的化学组成、物相组成和微观结构;并通过物理解离和筛分来分离气化粗渣中的碳,了解粗渣中碳的分布情况、微观结构和存在形式.结果表明:(1)航天炉(HL-T)气化粗渣中含有大量的玻璃相和残碳,经过1000℃加热、自然冷却后析出钠长石和钙长石等晶体;(2)航天炉(HL-T)气化粗渣经过物理解离和筛分后,粗渣中的碳富集在粒径小的物料中.通过分析,此渣可用于制备泡沫玻璃.     

碳铬渣、硅锰渣微晶玻璃的研制

利用DTA、XRD、SEM等手段对以冶炼碳铬合金和硅锰合金浮渣、碎玻璃等为主要原料制备微晶玻璃进行了研究。经研究发现，碳铬渣具有很强的提高粘度和促析晶能力，而硅锰渣可以促进玻璃形成和熔制。在原料组成范围为：碳铬渣30%-40%，硅锰渣30%-40%，钠钙碎玻璃20%-30%（wt),1420℃下熔制1h获得的玻璃，在适当制度下热处理，可获得主晶相为透辉石及其固溶体的性能良好的微晶玻璃。     

还原剂、外加氧化物和气氛对钛硅酸盐玻璃电导率的影响

本文叙述了高导电钛硅酸盐半导体玻璃的实际制备方法。作者在本研究中利用BaO—25％、TiO_2—45％、SiO_2—30％的基础玻璃组成,在其中分别添加助熔剂(Na_2SiF_6)、还原剂(碳粉,铝、锌或镁粉,酒石酸)以及少量氧化物(Fe_2O_3、SnO_2、Sb_2O_3、V_2O_5)配成多份料粉,各自在不同气氛下熔制。以酒石酸、镁粉、氧化铁作为外加物时,获得了室温时电导率为10~(-3)欧姆~(-1)·厘米~(-1)的玻璃。 组成中用Na_2O取代BaO,开始时玻璃的电导率升高,超过临界数量后,即现降低。 本文还简要地讨论了钛离子被碳还原的过程以及各种还原剂、外加氧化物和气氛对玻璃电导率的影响。 可以指出,钛硅酸盐玻璃的电导机构也是由电价变换来实现的,与钒酸盐玻璃中的作用相似。     

玻璃熔窑全氧燃烧技术及发展方向

"十四五"期间,对我国玻璃行业来说,面临着如何将"玻璃熔窑全氧燃烧技术"成果进一步产业化并为行业尽早实现节能减排和碳达峰碳中和,寻找可靠技术措施的重大工程技术问题.玻璃熔窑全氧燃烧技术最显著的特点一是节能减排,二是提高玻璃质量,目前只有使用重油、天然气等高热值燃料,生产优质玻璃的企业才有动力和需求采用全氧燃烧技术.     

硅酸盐玻璃中SiO_4~(4-)四面体聚合分布的研究Ⅱ.大分子硅酸阴离子团的鉴定

本文在采用三甲基硅烷化法研究Na_2O-CaO-SiO_2三元系统玻璃时发现,SiO_2含量为50mol%的玻璃在硅烷化过程中有大量乳白色胶状物生成,它不溶于HMD或其他有机试剂,但具有憎水而亲有机试剂的性质。经IR、DTA、TG和C、H元素分析鉴定,这种胶状物是玻璃中聚合度极高的大分子硅酸阴离子团硅烷化产物。文中提出了根据碳含量推导这种不溶性TMS产物结构的汁算方法。结果表明,其可能结构为“三维网络”碎片状硅酸盐。     

用X射线光电子能谱研究玻璃表面的吸附和离子注入

运用X射线光电子能谱仪测定了玻璃表面的原子种类及其结合状态。在石英玻璃、钠钙玻璃和铅晶质玻璃的表面,发现吸附有来自空气中的氮以及有机沾污物的碳。发现注入石英玻璃试样表面的N~ 离子与玻璃内硅、氧原子发生化学键合反应。